hazard pointer synchronous reclamation

• 语言: 英语
• 格式: .pptx
• 来源: github.com/CppCon

摘要

文档讨论了Hazard Pointer同步释放机制的设计与实现，重点介绍了Folly开源库中的实现细节。文档描述了危险指针（hazard pointer）的工作原理、异步释放和同步释放的不同机制，并提出了C++26中的最小功能子集建议。Folly库中采用了分片的领域列表以提高性能和可扩展性，同时避免了全局清理的过度使用。文档还探讨了如何在C++标准中更好地支持危险指针的同步释放机制。

AI总结

以下是对文档内容的中文总结，语言简洁明了，重点突出核心观点和关键信息：

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**《Hazard Pointer Synchronous Reclamation》摘要**

### 1. **异步回收机制**
- **触发条件**：当退休对象数量达到阈值时触发：
- Folly库中，阈值为`max(1000, 2 × 危险指针数量)`。
- 否则，每隔2秒触发一次。
- **步骤**：
1. 从全局域结构中提取退休对象。
2. 读取危险指针值。
3. 匹配退休对象地址与危险指针值。
4. 将匹配失败的对象推回域列表，回收匹配成功的对象。
- **优点**：将未回收对象数量限制在约危险指针数量左右，但无法保证单个对象的回收时间。

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### 2. **同步回收机制**
- **背景**：部分用户需要某些对象尽快回收，但不必同步完成。
- **解决方案**：提供按需异步回收，支持域级、队列级或对象级回收。
- **实现**：
- **队列级（cohorts）**：通过`hazard_pointer_cohort`类管理退休对象，销毁时提取并回收匹配对象。
- **全局清理**：通过检查所有危险指针值，确保所有未保护对象的回收，适合需要强语义的场景。
- **性能**：简单且语义强大，但需同时清理私有缓存，可能影响性能。

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### 3. **Folly库实现细节**
- **优化**：2020年起使用分片队列（cohorts），避免了列表无序增长的问题，提升了性能和可扩展性。
- **收集性能**：
- 移除私有缓存，改用分片域列表。
- 快速但不可扩展的实现方法可能带来性能折衷。

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### 4. **C++中的应用**
- **Concurrency TS2**（wg21.link/n4895）：
- 提供`hazard_pointer_clean_up`等接口，支持用户自定义回收逻辑。
- collecting hazard pointers的语义为收集所有退休对象并完成回收。
- **Folly库实现**：
- `hazard_pointer`类提供多种保护方法，支持任意保护时长。
- 示例：`read_and_use`函数通过`hazard_pointer`保护指针，确保安全访问。

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### 5. **同步回收的应用场景**
- **为什么使用危险指针**？快速（低纳秒级别）、可扩展且支持任意保护时长。
- **机制**：
- 保护指针在删除前通过危险指针锁定，确保安全访问。
- 释放后，若危险指针未变，则安全删除。

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### 6. **未来规划**
- **C++26提案**：
-Minimal有用子集提案：基于Folly经验，高信心但需较少委员会时间。
- 可能增加分片清理、基于链接计数的超级同步异步回收等功能。
- 全球清理机制可能会被弃用。

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通过以上总结，可以清晰了解Hazard Pointer技术的核心机制、实现细节及未来发展方向。